2025年管式加热炉考试题库及答案

2025年管式加热炉考试题库及答案一、单选题（每题1分，共30分）1.管式加热炉辐射段炉管外表面热强度设计值通常选取的范围是A.5～15kW/m²B.20～35kW/m²C.40～60kW/m²D.70～90kW/m²答案：B2.在燃料气组成不变的前提下，提高过剩空气系数最直接的影响是A.炉膛温度升高B.烟气露点温度降低C.对流段传热系数减小D.排烟热损失增大答案：D3.某加热炉设计热负荷为30MW，燃料低热值为42MJ/kg，理论空气量14kg/kg，若过剩空气系数1.15，则实际空气量约为A.14.0kg/kgB.16.1kg/kgC.18.2kg/kgD.20.3kg/kg答案：B4.炉管材料TP347H与TP321H相比，主要优势在于A.更高的高温屈服强度B.更好的抗晶间腐蚀性能C.更低的热膨胀系数D.更高的导热系数答案：B5.采用蒸汽空气清焦时，最先通入的是A.蒸汽B.空气C.蒸汽与空气同时D.燃料气答案：A6.对于立式圆筒炉，辐射段高度与直径比推荐值一般为A.1.0～1.5B.1.8～2.5C.2.8～3.5D.3.8～4.5答案：B7.烟气中NOx生成量随火焰温度升高而急剧增加，其关系近似为A.线性B.平方C.指数D.对数答案：C8.炉膛负压突然消失并出现正压，最先检查的设备是A.引风机B.鼓风机C.快开风门D.烟道挡板答案：D9.炉管外壁出现“虎皮状”氧化条纹，最可能的原因是A.局部过热B.硫腐蚀C.环烷酸腐蚀D.应力腐蚀开裂答案：A10.在管式炉效率测试中用奥氏仪测得CO₂=10.5%、O₂=5.0%，则过剩空气系数约为A.1.10B.1.25C.1.40D.1.55答案：C11.炉管支撑用导向架与承重架的主要区别是A.材料不同B.是否允许轴向位移C.是否允许径向位移D.是否带阻尼答案：B12.燃料油雾化蒸汽压力过低会导致A.火焰发白B.火焰缩短C.火焰扫墙D.火焰发飘且冒黑烟答案：D13.采用空气预热器后，炉效率提高幅度Δη与排烟温度降低幅度Δt的经验关系为A.Δη≈0.5ΔtB.Δη≈1.0ΔtC.Δη≈1.5ΔtD.Δη≈2.0Δt答案：A（Δt单位℃，Δη单位%）14.炉管壁厚计算式t=PD/2SE+CA中，CA指的是A.加工裕量B.腐蚀裕量C.温度裕量D.应力裕量答案：B15.当炉管内膜传热系数远大于外膜时，总传热系数K近似等于A.外膜系数B.内膜系数C.管壁导热系数D.内外膜平均值答案：A16.炉膛爆燃最可能发生在A.点火瞬间B.正常燃烧C.停炉冷却D.清焦阶段答案：A17.对于双面辐射炉，管心距与管外径比推荐值为A.1.0B.1.5C.2.0D.2.5答案：C18.烟气酸露点温度主要与下列哪项关系最大A.SO₃含量B.CO₂含量C.H₂O含量D.O₂含量答案：A19.炉管弯曲度超过多少时必须更换A.1/200B.1/300C.1/400D.1/500答案：C20.火焰高度与燃烧器热负荷的0.8次方成正比，该结论来源于A.因次分析B.相似理论C.实验归纳D.数值模拟答案：C21.加热炉设置防爆门的目的是A.降低NOxB.防止炉膛超压破坏C.减少散热D.提高燃烧效率答案：B22.炉管外壁温度测量常用A.热电偶B.红外测温仪C.硬度计D.金相显微镜答案：B23.采用低NOx燃烧器后，火焰峰值温度一般下降A.10～20℃B.30～50℃C.80～120℃D.150～200℃答案：C24.炉管焊接后必须进行A.RT+PWHTB.UT+PTC.MT+ETD.VT+硬度答案：A25.加热炉热效率在线计算时，需实时采集的数据不包括A.燃料流量B.排烟温度C.炉管壁厚D.烟气氧含量答案：C26.炉膛负压控制值一般设定为A.2～5PaB.10～20PaC.30～50PaD.60～80Pa答案：B27.燃料气带液最可能导致A.火焰缩短B.火焰发蓝C.火嘴回火D.炉膛超压答案：C28.炉管胀接连接适用于A.高温高压B.中温中压C.低温低压D.任何条件答案：C29.加热炉设置空气预热器后，需校核A.引风机功率B.炉管壁厚C.燃烧器型式D.防爆门面积答案：A30.炉管材料升级至HPModNb后，最高允许管壁温度可提高约A.10℃B.30℃C.50℃D.70℃答案：C二、多选题（每题2分，共20分）31.下列哪些措施可降低烟气露点腐蚀A.降低过剩空气B.燃料脱硫C.提高排烟温度D.采用耐酸涂料答案：ABCD32.炉管失效形式包括A.蠕变胀粗B.环烷酸冲蚀C.硫化物应力开裂D.连多硫酸应力腐蚀答案：ABCD33.火焰扫墙的判断依据有A.炉管局部过热B.炉墙耐火砖剥落C.火焰观察孔冒火D.炉膛负压突增答案：ABC34.加热炉设置空气预热器的优点A.提高热效率B.降低燃料消耗C.减少NOx生成D.提高炉膛温度答案：AB35.燃烧器调试时需记录A.火焰形状B.烟气氧含量C.炉膛负压D.燃料温度答案：ABC36.炉管清焦方法有A.蒸汽空气烧焦B.机械清焦C.水力清焦D.酸洗答案：ABC37.炉膛温度均匀性影响因素A.燃烧器布置B.炉管排列C.炉墙保温D.过剩空气答案：ABCD38.加热炉紧急停炉条件A.炉管破裂B.燃料气大量泄漏C.鼓风机停机D.引风机轴承温度高答案：ABC39.炉管材料选择需考虑A.设计温度B.设计压力C.介质腐蚀性D.价格答案：ABCD40.下列属于自然通风加热炉特点A.无引风机B.烟囱高度高C.过剩空气系数大D.投资低答案：ABC三、判断题（每题1分，共10分）41.炉管外壁温度越高，辐射传热系数越小。答案：错42.燃料气热值降低时，必须增加燃料流量才能维持热负荷。答案：对43.炉膛负压越大，漏风量越小。答案：错44.炉管壁厚测量可采用超声波测厚仪。答案：对45.低NOx燃烧器一定降低燃烧效率。答案：错46.烟气中CO含量为零时，过剩空气系数一定为1。答案：错47.炉管胀口泄漏可在线带压堵漏。答案：错48.火焰高度与燃烧器喷嘴直径成正比。答案：对49.炉管材料Cr5Mo可用于650℃以上长期运行。答案：错50.加热炉效率测试应在额定负荷80%以上进行。答案：对四、填空题（每空1分，共20分）51.管式加热炉设计过剩空气系数一般取________至________。答案：1.1，1.352.炉管设计寿命通常为________小时。答案：10000053.烟气酸露点温度随SO₃分压升高而________。答案：升高54.炉管外壁热强度单位常用________。答案：kW/m²55.火焰刚度与喷口速度成________比。答案：正56.炉膛负压测量点一般设在________段。答案：辐射57.燃料气低热值单位换算1kcal/Nm³=________kJ/Nm³。答案：4.186858.炉管焊接接头射线检测比例不低于________%。答案：10059.炉管胀粗率超过外径的________%应更换。答案：2.560.加热炉热效率定义公式η=________×100%。答案：有效吸热量/燃料供给热量61.自然通风炉烟囱抽力与烟囱高度成________关系。答案：正比62.炉管材料25Cr35NiNb最高允许管壁温度为________℃。答案：110063.燃料油雾化蒸汽消耗量约为燃料油质量的________%。答案：10～2064.炉管清焦时，焦层燃烧属于________反应。答案：放热65.炉膛温度高于________℃时，NOx生成量急剧增加。答案：130066.炉管外壁氧化皮厚度超过________mm应清理。答案：0.567.炉管支撑间距与管径比一般不超过________。答案：4068.炉管材料升级后需重新计算________厚度。答案：最小壁69.炉膛爆燃压力可达________kPa。答案：30～5070.加热炉设置空气预热器后排烟温度可降至________℃以下。答案：120五、简答题（每题6分，共30分）71.简述管式加热炉辐射段传热特点。答案：辐射段以辐射传热为主，传热速率与绝对温度四次方差成正比；炉管周向热强度分布不均，面向火焰侧热强度最高；炉墙耐火材料再辐射使管背火焰侧亦受辐射；辐射段热强度沿炉膛高度呈指数衰减；炉管表面热强度设计值受材料极限温度限制，一般20～35kW/m²；辐射段传热占炉总传热的70～80%。72.写出过剩空气系数α的计算公式并说明各符号含义。答案：α=(100−CO₂−O₂)/(100−CO₂−4.76O₂)，其中CO₂、O₂为干烟气体积百分数，4.76为空气中N₂与O₂体积比；也可简化为α≈21/(21−O₂)，O₂为干烟气氧含量%；该公式基于碳完全燃烧，忽略CO、H₂、CH₄等不完全燃烧产物；当烟气含CO时需修正：α=(21−O₂−0.5CO)/(21−O₂−CO)，CO单位为%。73.说明炉管蠕变失效机理及预防措施。答案：蠕变为材料在高温恒应力下缓慢塑性变形，经历初期、稳态、加速三阶段；晶界滑移与空位扩散导致晶界孔洞、微裂纹，最终形成蠕变裂纹而破裂；预防措施：选用高蠕变强度材料如HPModNb、35Cr45Ni；降低管壁温度，优化传热强度；减小局部应力集中，合理设置支撑；严格控制开停工速度，避免热冲击；定期检测胀粗、壁厚、硬度，寿命评估后及时更换。74.列举燃料气带液的危害及处理措施。答案：危害：液滴进入火嘴导致火焰脉动、熄火、回火；液相烃瞬间汽化体积膨胀千倍，引发炉膛爆燃；液相燃烧不完全冒黑烟，炉管积炭；火嘴结焦堵塞。处理：燃料气分液罐及时排液；伴热蒸汽保持30℃以上；燃料气管道坡向分液罐，坡度≥3‰；设置高效聚结器；点火前放空排凝；在线监测燃料气露点温度，低于环境温度5℃以上。75.说明加热炉效率测试中的“正平衡”与“反平衡”方法差异。答案：正平衡直接测量介质吸热量与燃料供给热量，η=有效吸热量/燃料低热值×100%，需准确测流量、比热、温升，误差主要来自流量测量；反平衡通过测量各项热损失求效率，η=100−(排烟热损失+不完全燃烧损失+散热损失)%，需测烟气成分、温度、表面散热，误差来自烟气分析与散热估算；正平衡适合小型炉，反平衡适合大型炉；两者可互相验证，误差>2%需查找原因。六、计算题（每题10分，共40分）76.某加热炉辐射段炉管外径152mm，壁厚8mm，管长12m，共60根，管内走原油，流量250t/h，进口温度220℃，出口温度360℃，原油比热2.3kJ/(kg·℃)，燃料低热值42MJ/kg，过剩空气系数1.2，排烟温度220℃，环境温度20℃，烟气平均比热1.35kJ/(kg·℃)，理论空气量14kg/kg，求辐射段热负荷、燃料耗量、排烟热损失率。答案：辐射段热负荷Q=250000×2.3×(360−220)/3600=22383kW≈22.4MW；燃料耗量B=Q/(η×42)，先假设η=88%，B=22383/(0.88×42000)=0.609kg/s=2192kg/h；实际空气量L=1.2×14=16.8kg/kg；烟气量G=(1+16.8)=17.8kg/kg；排烟热损失q=G×1.35×(220−20)/42000=17.8×1.35×200/42000=0.1144=11.44%；反算效率η=100−11.44−2(散热)=86.56%，迭代后B=22383/(0.8656×42000)=0.618kg/s=2225kg/h，q=11.44%。77.炉管设计压力3.5MPa，外径168mm，材料20G，许用应力105MPa，温度400℃，腐蚀裕量3mm，焊接接头系数0.9，求最小壁厚。答案：t=PD/(2SE+PY)+CA=3.5×168/(2×105×0.9+3.5×0.4)+3=588/(189+1.4)+3=588/190.4+3=3.09+3=6.09mm，圆整取7mm。78.已知烟气成分CO₂=12%，O₂=4%，N₂=84%，求干烟气低热值对应空气量、烟气量、过剩空气系数。答案：α=21/(21−O₂)=21/17=1.235；理论空气量L₀=1.38m³/m³燃料气（已给出）；实际空气量L=αL₀=1.235×1.38=1.704m³/m³；干烟气量V=1+(α−1)L₀=1+0.235×1.38=1.324m³/m³。79.炉管外壁温度580℃，内壁温度450℃，材料导热系数28W/(m·℃)，外径152mm，壁厚10mm，求单位长度热流密度。答案：q=2πλΔT/ln(do/di)=2π×28×(580−450)/ln(152/132)=2π×28×130/ln(1.152)=22907/0.141=162kW/m。80.加热炉改造前效率84%，排烟温度320℃，改造后加空气预热器排烟温度降至140℃，烟气比热1.35kJ/(kg·℃)，燃料低热值42MJ/kg，理论空气量14kg/kg，过剩空气系数1.25，求效率提高值及年节约燃料量（年运行8400h，原燃料耗量4000kg/h）。答案：烟气量G=1+1.25×14=18.5kg/kg；排烟热损失减少Δq=G×c×Δt/低热值=18.5×1.35×(320−140)/42000=18.5×1.35×180/42000=0.107=10.7%；新效率η=84+10.7=94.7%，取散热增加0.7%，实际η=94%；原有效热=0.84×4000×42=141120MJ/h；新燃料量B=141120/(0.94×42)=3571kg/h；节约燃料429kg/h，年节约429×8400=3603t。七、案例分析题（每题15分，共30分）81.某常压炉辐射段顶部炉管外壁温度红外检测发现